Thực vật phù du – vai trò và phương thức quản lý trong ao nuôi

Thực vật phù du là một thành phần quan trọng trong hệ sinh thái ao nuôi trồng thủy sản, có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng nước trong ao nuôi. Mặc dù thực vật phù du thường là có lợi cho các ao nuôi trồng thủy sản, nhưng sự nở hoa của chúng có thể trở nên quá mức và gây ra những tác động tiêu cực. Nếu không được quản lý tốt, ở một số điều kiện nhất định, chúng có thể thực sự là vấn đề trong nuôi tôm và cá.

Thực vật phù du – vai trò và phương thức quản lý trong ao nuôi. Ảnh minh họa

Vai trò của thực vật phù du trong ao nuôi

Các động vật thủy sản phải duy trì tất cả các nhu cầu dinh dưỡng thông qua thức ăn mà chúng tiêu thụ. Trong tự nhiên, hầu hết các động vật thủy sản sử dụng thức ăn tự nhiên bao gồm cả động vật và thực vật hiện diện trong môi trường sống và nguồn thức ăn ban đầu cho động vật thủy sản giai đoạn ấu trùng là thực vật phù du. Sau một khoảng thời gian nhất định, ấu trùng có thể ăn kết hợp với động vật phù du hoặc kết hợp cả thức ăn có nguồn gốc từ động vật và thực vật gọi là sinh vật phù du.

Thuật ngữ “sinh vật phù du” được định nghĩa là các sinh vật có kích thước rất nhỏ nằm trôi nổi trong nước biển hoặc nước ngọt. Sinh vật phù du có nguồn gốc từ thực vật được gọi là thực vật phù du và chúng được xem là nhà máy sản xuất đầu tiên trong môi trường nước. Trong khi đó, các sinh vật phù du có thành phần từ động vật được gọi là động vật phù du, được xem là nơi tiêu thụ đầu tiên.

Hiện nay, các nhà nuôi trồng thủy sản quan tâm nhiều đến màu nước ao nuôi. Nói cách khác, họ đề cao tầm quan trọng của thực vật phù du trong nguồn nước ao nuôi. Trong các ao ương và nuôi thương phẩm, thực vật phù du được sản sinh như là kết quả của chu kỳ sinh học của các khoáng chất dinh dưỡng trong nước. Nhờ sức nóng và ánh sáng của mặt trời, chúng biến các chất vô cơ và các axit cabonic thành các chất hữu cơ dưới dạng thảm thực vật bao gồm vô số các thực vật phù du. Thực vật phù du đóng một vai trò quan trọng trong việc ổn định hệ sinh thái ao nuôi và giảm thiểu sự thay đổi chất lượng nước:

Tăng cường oxy hòa tan và làm giảm các khí độc trong ao nuôi

Một quần thể thực vật nguyên sinh phù hợp với ao nuôi sẽ cung cấp một lượng oxy đáng kể cho hệ thống thông qua quá trình quang hợp vào thời điểm ban ngày đồng thời làm giảm hàm lượng cacbonic, a mô ni ắc, nitrít, sun phát, methane, ... Sự nở hoa của thực vật phù du có thể làm giảm các chất độc vì thực vật phù du có thể tiêu thụ a mô ni ắc nitrogen và liên kết với các kim loại nặng.

Tăng cường và làm ổn định nhiệt độ nước ao nuôi.

Sự phân bố của thực vật phù du trong hệ thống ao nuôi làm giảm tình trạng mất nhiệt vào mùa đông và ổn định nhiệt độ nước ao.

Cung cấp bóng râm và giảm hiện tượng ăn nhau

Thực vật phù du có thể ngăn chặn sự phát triển của nấm sợi vì nó có thể hạn chế ánh sáng chiếu xuống đáy ao. Ngoài ra, thực vật phù du nở hoa khỏe mạnh cũng có thể cung cấp độ đục thích hợp và từ đó ổn định sức khỏe tôm và giảm thiểu tình trạng ăn nhau.

Ngoài ra, thhực vật phù du còn là nguồn thức ăn tự nhiên và ức chế sự phát triển của các quẩn thể vi khuẩn gây bệnh thông qua cạnh tranh nguồn dinh dưỡng trong nước.

Thực vật phù du cũng cạnh tranh nguồn dinh dưỡng với các vi khuẩn và làm giảm quần thể vi khuẩn gây bệnh đồng thời làm tăng nguồn thức ăn tự nhiên. Việc duy trì màu nước ổn định đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý chất lượng nước. Màu nước ao nuôi thường được chỉ thị bởi các loài thực vật nguyên sinh chiếm ưu thế.Vì thế thực vật phù du đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc ổn định hệ thống nước ao nuôi và hạn chế tối đa sự thay đổi bất thường của chất lượng nước.

Quản lý thực vật phù du trong ao nuôi

Thực vật phù du đang được sử dụng làm các chỉ số điều kiện môi trường vì quần thể của chúng đặc biệt nhạy cảm với những thay đổi về mức độ dinh dưỡng và các điều kiện chất lượng nước khác. Điều kiện của hệ sinh thái có thể nhận thấy được bằng cách nhìn vào các chỉ số thực vật phù du như là diệp lục, mức năng suất sơ cấp, sinh khối và thành phần các loài.

Các yếu tố môi trường chính ảnh hưởng đến tăng trưởng thực vật phù du là nhiệt độ, ánh sáng và sự sẵn có dinh dưỡng. Sự tăng trưởng của thực vật phù du thường bị giới hạn ở vùng ánh sáng, hay tới độ sâu mà ánh sáng mặt trời xuyên qua nước. Nói cách khác, thực vật phù du là chỉ số của các giới hạn về chất lượng nước cho việc tăng trưởng là các chất dinh dưỡng như nitơ và phốt pho.

Khi nhiệt độ nước tăng lên ở trong vùng nước có dư thừa các chất dinh dưỡng thì quần thể thực vật phù du có thể đột biến tăng trưởng nhanh hoặc tảo nở hoa. Khi số lượng thực vật phù du vượt quá mức dẫn đến nở hoa gây thiệt hại cho sinh vật và sức khỏe tổng thể của nước. Khi có sự cạnh tranh về không gian và do chu kỳ sống hạn chế nên thực vật phù du cuối cùng sẽ chết và chìm xuống đáy để phân hủy. Quá trình này làm cạn kiệt nồng độ oxy hòa tan ở các lớp nước dưới bề mặt và đáy của vùng nước gây tác động đến các sinh vật sống trong cột nước.

Các ao thường có thực vật phù du phong phú, thường có 50 loài thực vật phù du hoặc nhiều hơn ở bất kỳ thời điểm nào, nhưng chỉ có một vài loài – thường ít hơn 4 hoặc 5 loài sẽ chiếm phần lớn cộng đồng thực vật phù du. Những sinh vật này đóng một vai trò quan trọng trong hệ sinh thái ao và ảnh hưởng đến chất lượng nước. Tảo thuộc nhóm thực vật phù du có hàng ngàn loài được phân bố chủ yếu trong số các ngành Pyrrophyta (tảo giáp), Euglenophyta (tảo mắt), Chlorophyta (tảo lục), Heterokontophyta (tảo lông roi lệch) và Cyanophyta (tảo lam). Pyrrophyta chủ yếu là tảo biển và bao gồm các loài tảo hai roi. Euglenophyta – giống như Pyrrophyta – là các sinh trùng roi di động, tuy nhiên nhiều loài là các sinh vật nước ngọt như loài Euglena. Chlorophyta hầu hết là các sinh vật nước ngọt và ngành này bao gồm các loài tảo lục thông thường. Heterokontophyta có nhiều loài nước ngọt và nước biển, bao gồm các loài tảo vàng-lục, vàng và nâu cũng như tảo cát.

Sự phong phú của thực vật phù du thường được kiểm soát bởi hàm lượng các chất dinh dưỡng – đặc biệt là các chất dinh dưỡng có nitơ và phosphat vô cơ. Các vùng nước có hàm lượng nitơ và phosphat vô cơ cao thường có một lượng lớn thực vật phù du. Những sinh vật này góp phần tạo màu cho nước – tình trạng này được gọi là thực vật phù du nở hoa. Tất nhiên, một số vùng nước bị đục do hàm lượng lớn các hạt đất sét lơ lửng hoặc các chất mùn và không có đủ ánh sáng cho sự tăng trưởng đáng kể của thực vật phù du. Nước có tính axit cao cũng có thể không làm tảo phát triển nở hoa dày đặc được ngay cả khi có rất nhiều chất dinh dưỡng.

Các ao nuôi trồng thủy sản là môi trường sống lý tưởng cho thực vật phù du. Những hệ thống này được quản lý để tránh độ đục quá mức do các hạt đất sét lơ lửng. Nếu các ao có tính axit thì sẽ được bón vôi; các chất dinh dưỡng đều dồi dào vì có bổ sung phân bón và thức ăn. Thực vật phù du rất cần thiết trong ao vì nhiều lý do. Chúng là nền tảng của chuỗi thức ăn tự nhiên để đạt đến đỉnh điểm trong sinh khối của các loài nuôi. Ngay cả trong các ao nuôi có cho thức ăn, thực vật phù du thường có vai trò quan trọng bởi vì các sinh vật làm thức ăn tự nhiên bổ sung cho thức ăn công nghiệp – điều này đặc biệt quan trọng đối với động vật giáp xác hậu ấu trùng nhỏ và cá giống ngay sau khi thả giống.

Các tác động xấu tiềm tàng

Mặc dù thực vật phù du có lợi cho các ao nuôi trồng thủy sản, nhưng sự nở hoa của chúng có thể trở nên quá mức và gây ra những tác động tiêu cực. Vào suốt thời gian ban đêm trong ao có thực vật phù du nở hoa dày đặc, sự hô hấp của thực vật phù du và các sinh vật khác có thể khiến cho nồng độ oxy hòa tan quá thấp đến mức có thể gây stress hoặc tiêu diệt các loài nuôi. Trong các ao không có sục khí, thực vật phù du nở hoa làm giảm tầm nhìn dưới nước đến mức thấp hơn 20-30 cm – được đo bằng đĩa Secchi – có khả năng gây ra nồng độ oxy hòa tan cực thấp vào ban đêm.

Ban ngày, tốc độ quang hợp có thể làm cạn kiệt cacbon dioxide tự do trong nước dẫn đến pH quá cao. Ngoài ra, mức độ oxy hòa tan quá bão hòa cao có thể xảy ra khi sự quang hợp nhanh. Sự siêu bão hòa oxy thường không gây ra tổn thương do bọt khí ở động vật thủy sản trong ao, vì động vật nuôi thường có thể di chuyển xuống tầng nước sâu hơn đến nơi mà mức bão hòa oxy thấp hơn. Tuy nhiên, trong các ao sử dụng để cung cấp nước cho các trại giống, sự bão hòa khí trong nguồn nước cấp có thể gây tác dụng phụ trên trứng hoặc cá giống.

Mất hương vị ở cá và tôm

Sự phong phú của một số loài thực vật phù du nhất định trong ao có thể có các tác dụng phụ khác – đặc biệt là sản sinh các hợp chất có mùi và độc hại. Một số loài thực vật phù du – chủ yếu như tảo lam – sản sinh các hợp chất có mùi như geosmin và methyl-isoborneol (MIB) mà tôm/cá có thể bị hấp thụ phải và dẫn đến mùi hôi và vị dở thường gọi là mất hương vị.

Geosmin có mùi của đất giống mùi đất ẩm vừa mới cày hoặc đất ở hầm ẩm ướt. Hợp chất này được sản sinh phổ biến nhất từ loài Anabaena và Aphanizomenon thường rất phong phú trong các ao nuôi trồng thủy sản nước ngọt. Mùi của MIB có mùi mốc và dược liệu – hơi giống như mùi long não. Nguồn thông thường gây mùi MIB dường như là từ loài Planktothrix (trước đây gọi là Oscillatoria).

Không có cách nào để ngăn ngừa hiệu quả sự phát triển của thực vật phù du trong các ao nuôi trồng thủy sản gây ra độc tố tảo. Các nhà quản lý đôi khi cố gắng để diệt tảo độc bằng cách sử dụng đồng sunfat hoặc chất diệt tảo khác với kết quả thành công khác nhau.

Một cách hiệu quả để tránh vấn đề mất hương vị là thỉnh thoảng làm các xét nghiệm hương vị và lên lịch các vụ thu hoạch trùng vào những lúc các loài nuôi có một hương vị chấp nhận được. Một số nhà chế biến đã báo cáo về thành công trong việc phòng ngừa vấn đề mất hương vị bằng cách thả các loài như cá chép và cá rô phi cùng với các loài nuôi chính; các loài cá ăn sinh vật phù du sẽ ăn tảo lam và giảm thiểu nguy cơ vấn đề mất hương vị. Tuy nhiên, đôi khi cần thiết phải xử lý ao bằng đồng sunfat để diệt tảo gây mất hương vị. Mức xử lý thông thường bằng đồng sunfat tính bằng miligam trên lít là 0,01 lần tổng nồng độ kiềm.

Tảo độc

Tảo độc có rất nhiều loài, có thể phổ biến ở các vịnh và cửa sông phú dưỡng là nơi hay nuôi động vật có vỏ và nuôi cá lồng. Độc tố tảo do các loài tảo lam, tảo hai roi và tảo cát trong nước biển ven bờ sinh ra thường không độc đối với động vật thân mềm. Đúng hơn là chúng tích lũy trong mô của những sinh vật này và đặt ra một mối đe dọa sức khỏe đến con người khi ăn phải chúng. Một số loài động vật có vỏ gây ngộ độc, một dạng độc tố gây liệt cơ do động vật có vỏ có thể dẫn đến tử vong ở người. Tảo độc ở ven biển cũng đã được báo cáo gây chết cho cá nuôi lồng.

Tảo độc ít phổ biến ở nước ngọt hơn so với nước miền ven biển. Tuy nhiên, có trường hợp đã xác nhận là tảo độc trong các ao nuôi trồng thủy sản nước ngọt gây ra từ một số loài tảo nhất định của giống tảo lam (Microcystis, Anabaena và Planktothrix), Eugleanoids (Euglena) và Haptophytes (Chrysochromulina).

Các vùng nước ở đất liền có độ mặn thấp đang ngày càng được sử dụng nhiều cho nuôi trồng thủy sản. Một số loài tảo độc phát triển tốt trong nước có độ mặn thấp là mối đe dọa trong các hệ thống nuôi trồng này – đặc biệt là Prymnesium parvum (tảo vàng).

Không có cách nào để ngăn ngừa hiệu quả sự phát triển của thực vật phù du trong các ao nuôi trồng thủy sản gây ra độc tố tảo. Các nhà quản lý đôi khi cố gắng diệt tảo độc bằng cách sử dụng đồng sunfat hoặc chất diệt tảo khác, cho các kết quả thành công khác nhau. Ngoài ra, cũng có những nỗ lực để khử độc tố của tảo bằng cách sử dụng kali permanganate (thuốc tím). Căn cứ vào việc sử dụng thuốc tím cho các mục đích khác, cần khoảng 2 mg/L khi nước tương đối trong và cần khoảng 6 mg/L khi nước có nồng độ cao chất hữu cơ để oxy hóa các hợp chất này. Tuy nhiên, việc xử lý này nói chung không đảm bảo chắc có hiệu quả.

Các triển vọng

Trong quản lý ao nuôi, những nỗ lực cần phải làm để tránh thực vật phù du nở hoa quá mức bằng cách chỉ bổ sung phân bón hoặc thức ăn khi cần thiết. Tuy nhiên, trong nuôi trồng thủy sản dựa vào thức ăn, các ao thường có tảo phát triển nở hoa dày đặc. Thực vật phù du nở hoa thường trở nên quá mức khi mức cho ăn trên 30 kg/ha mỗi ngày trong các ao không có sục khí. Khi lượng thức ăn nhiều hơn, điều quan trọng là vận hành đủ sục khí cơ học để tránh nồng độ oxy hòa tan thấp vào ban đêm. Nồng độ oxy hòa tan ban đêm thấp rõ ràng là vấn đề nghiêm trọng nhất về chất lượng nước trong ao nuôi trồng thủy sản dựa vào thức ăn.